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◆成型
你又将黏土捏成各种造型(图4-5),或是将铁丝弯成各种形状的经验吗?手指施力在黏土与铁丝上,它们就会顺着力的方向变形,不过当你的力量太小时,它们的形状不会改变,力量太大时,它们就会被折断或破裂。因此,要使用适当的力量,利用材料的塑性,将材料改变至所需要的形状及大小,且材料在成型前后的质量保持不变,这就是成型的基本慨念。
成型的加工方法很多,如弯折、压制等。金属材料适合用成型的方法来生产产品,例如用铁锤敲打金属板成型(图4-6),将金属板冲压成型(图4-7),把金子打造成金饰,将钢丝弯折成各种形状的用品。
◆浇铸及模塑
你有利用制冰盒做冰块的经验吗?不论你做多少个冰块,只要你使用制冰盒,那么所做出来的冰块的形状,都会和盛装它们的容器一模一样,这就是浇铸(casting techniques)及模塑的基本慨念。
利用浇铸及模塑制作出来的产品,有些是可以直接上市的成品,有些必须经过进一步的加工处理(例如砂磨、釉烧、喷漆)。金属、陶瓷、塑料、玻璃、石膏、蜡等材料都适合采用浇铸及模塑的方法来生产产品。例如,市面上的塑料相框、陶瓷玩具(图4-8)、水龙头、蜡烛、石膏像,甚至古代的青铜器(图4-9)等,都是采用浇铸及模塑的加工方法制成的。
(二)装配工艺
所谓装配,就是将两件或两件以上的零件或部件暂时或永久结合在一起的加工方法。由于大多数产品都是有多个工件组合而成的,所以装配是产品制造的重要环节。金属,塑料,陶瓷,木材都可适用于装配工艺。常用的装配方法主要有黏接、焊接、榫接、钉接、铆接和螺栓接合等。装配后通常还要调试。
一般而言,黏接、焊接常应用在产品不需要拆开的地方,例如用强力胶、热熔胶或白乳胶来胶合工件(图4-10);利用高温将工件或焊料融合后接在一起,如电焊(图4-11)、电路板焊接(图4-12)等。
另一类的接合方式,是类似订书机以机械力实现暂时或永久性的接合。例如,采用铁钉、螺丝钉接合的工件(图4-13),木材与木材间直接用榫头接合(图4-14),使用拉钉、铆钉来接合金属工件(图4-15),螺栓接合(图4-16)。
表4-5 常用装配工具的使用方法
螺丝刀是用来旋紧或松开头部带沟槽的螺丝钉的专用工具。其工具部分用碳素工具钢制成,并经淬火硬化。应根据旋紧或松开的螺丝钉头部的槽宽和操形选用适当的螺丝刀;不能用较小的螺丝刀去旋拧较大的螺丝钉;十字螺丝刀用于旋紧或松开头部带十字槽的螺丝钉;弯头螺丝刀用于空间受到限制的螺丝钉头。
木螺钉接合的操作方法是:先在工件上钻孔,将木螺钉涂上机油或肥皂,然后拧入工件。在软木料上拧木螺钉时不必钻孔。将两块工件拧在一起时,可将被穿通的第一块工件钻一稍大于木螺钉直径的孔然后再按上述的方法拧紧。
扳手主要是旋紧六角形、正方形螺钉和各种螺母的工具。采用工具钢、合金钢或可锻铸铁制成。一般分为通用的、专用的和特殊的三大类。使用时应根据螺钉、螺母的形状、规格及工作条件选用规格相适应的板手去操作,用手握扳手柄末端,顺时针方向用力旋紧,旋松则向逆时针方向旋。
应注意以下的安全操作事项:
活络扳手是通用扳手,由扳手体、固定钳口、活动钳口及蜗杆组成,它的开口尺寸可在一定的范围内调节,在开口尺寸范围内的螺钉、螺母一般都可以使用。应按螺钉六方头或螺母六方的对边尺寸调整开口,间隙不要过大,否则将会损坏螺钉头或螺母,并且容易滑脱,造成伤害事故;应让固定钳口受主要作用力,要将扳手柄向作业者方向拉紧,不要向前推,扳手手柄不可以任意接长,不应将扳手当锤击工具使用。
呆扳手(开口扳手)、套筒扳手、锁紧扳手和内六角扳手等称为专用扳手。它的特点是单头的只能旋拧一种尺寸的螺钉头或螺母。双头的也只可旋拧两种尺寸的螺钉头或螺母;呆扳手使用时应使扳手开口与被旋拧件配合好后再用力,如接触不好时用力就容易滑脱,使作业者身体失衡;套筒扳手在使用时也需要接触好后再用力,发现梅花套筒及扳手柄变形或有裂纹时,应停止使用,要注意随时清除套筒内的尘垢和油污;锁紧扳手和内六角扳手使用时要注意选择合适的规格、型号,以防滑脱伤手。
(三)表面涂饰
表面涂饰是指在工件表面施以装饰性或保护性处理的加工方法。不同材料有不同的涂饰方法。例如,木制品的表面需要上漆(图4-17),也可以贴木皮或塑料皮(图4-18);汽车经过防锈处理使用年限更久(图4-19);陶瓷产品经过上釉而光彩夺目(图4-20)。表面涂饰是制造过程中的重要工序,产品经过表面涂饰的处理后,除了有保护内部材料的作用之外,更使产品变得多姿多彩。
设计与实践
在制作工艺中,工具的使用十分重要,我国有一句成语:“工欲善其事,必先利其器。”其意思是说:工匠要想把活儿干得出色,必须先要将工具调理得精良。平时我们评价工匠的手艺高低,实质是指其对工具性能了解的程度和善于正确使用它的水平。如果工匠不熟悉或者不能够正确使用工具,那么他的生产不仅无法达到高产优质,而且连合格的产品也做不出来。
●活动目的
通过实践活动,了解相关工具与设备的操作方法,并享受自己动手解决问题的乐趣。
●活动任务
用木板制作1个底面为200mm×200mm、高为300mm的无盖废纸箱。
●活动实施
根据学校的设备与制作环境,选择常用的切削加工工具,对材料进行加工,再用装配工具对工件进行装配练习。
将操作要领和对材料的加工情况记录在表4-6和表4-7中。在学习中要注意工具与设备操作的安全守则,不会使用的工具与设备必须请教老师后,才能进行操作。
表4-6 制作中我使用的工具
表4-7 加工工艺实施记录
●活动评估
1.在工具使用过程中,你碰到哪些困难?你是怎样克服它的?
2.有哪些成功的经验与失败的教训?
3.通过本次实践活动,你有什么收获?
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